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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Teilen einer Probemenge
auf mehrere im Bereich des Umfanges eines Probenteilers verteilte
Führungsrinnen
und mit diesen zusammen um eine Drehachse drehend angeordneten Probeaufnahmen,
wobei die Probemenge über
ein Zuführmittel
an den mit einem Antrieb verbundenen Probenteiler abgegeben wird, welcher
in einem Aufnahmeelement drehbar gelagert ist, das schwingbeweglich
befestigt und mit einem Schwingungserzeuger verbunden ist.
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In
der
DE 101 30 808
A1 ist ein Probenteiler beschrieben, welcher in einer Aufnahme
bzw. in einer Bodenplatte drehbar gelagert ist. Der Antrieb des Probenteilers
erfolgt über
einen Antriebsmotor, der unterhalb der Bodenplatte angeordnet ist.
Die Bodenplatte ist über
Tragsäulen
auf einer feststehenden weiteren Platte schwingbeweglich abgestützt und wird über einen
Schwingungserzeuger während
der Probenteilung in Schwingungen versetzt. Auf der Bodenplatte
ist auch die Halterung für
ein Zuführmittel (Förderrinne)
befestigt, so dass dieses ebenfalls über den Schwingungserzeuger
in Schwingungen während
dem Betrieb versetzt wird. Diese gezeigt Einrichtung ermöglicht eine
optimale und gleichmässige Verteilung
der zugeführten
Probenmenge, wobei Brückenbildungen
oder Verstopfungen bei der Zuführung
oder im Probenteiler selbst weitgehend vermieden werden.
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Für bestimmte
Analysen ist es notwendig eine noch genauere Aussage über die
Anteile bestimmter Materien in der Probenmenge zu erhalten.
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Dadurch
ist es notwendig, die in einem ersten Schritt aufgeteilte Probenmenge
in wenigstens einem weiteren Prozess noch weiter aufzuteilen.
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Eine
derartige Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Zement ist z.B.
aus der DE-OS 1914 986 bekannt. Hier wird im Anschluss an einen ersten
Teilerkegel eine weitere Tellereinrichtung mit einem weiteren Tellerkegel
verwendet, um eine weitere Teilung der ersten Probenteilung durchzuführen. Die
Tellerkegel sind hierbei drehbar gelagert und mit einem Antrieb
verbunden. Diese Vorrichtung ist im wesentlichen für grobkörnige Güter ausgebildet.
Ausserdem sind die Tellereinrichtungen statisch gelagert und nicht
mit einem Schwingungserzeuger verbunden, sodass Ablagerungen und
Verstopfungen innerhalb der Tellereinrichtung entstehen können.
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Eine
weitere mehrstufige Teilereinrichtung ist aus der DE-1 049 127 bekannt,
wobei jedoch die einzelnen Stufen der Probenteiler statisch und
unbeweglich angebracht sind, so dass die Einrichtung ebenfalls nur
für grobkörnige Schüttgüter geeignet ist,
wobei ebenfalls eine Verstopfung durch sich festsetzendes Gut nicht
ausgeschlossen werden kann.
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Aus
der
DE 36 37 757 A1 ist
eine Einrichtung bekannt, wobei an einem ersten Teilerorgan auf
mehrere Teilerprobenrohre Probenanteile durch Öffnen eines Ventils am Ende
dieses Rohres nach unten in einen Sammeltrichter abgegeben werden
können, über welche
das Gut an ein nachfolgendes weiteres Teilerorgan abgegeben wird,
der das weiter aufgeteilte Probematerial über weitere Teilerprobenrohre nach
unten in Auffanggefässe überführt. Auch
bei dieser Einrichtung besteht auf Grund der statisch unbeweglichen
Ausführung
die Gefahr von Brückenbildungen
bzw. von Verstopfungen, insbesondere, wenn es um die Probenentnahme
von feineren Schüttgütern bzw.
Materialien geht.
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Es
ist somit Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung vorzuschlagen,
das die Nachteile der bekannten Ausführungen beseitigt und auch
für die mehrstufige
Probenteilung feinerer Materialien geeignet ist und einen störungsfreien
Betrieb der Probenentnahme gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass wenigstens einer der Probeaufnahmen ein weiterer drehbar und
schwingbeweglich gelagerter Probenteiler nachgeordnet ist, der mit
einem Antrieb und dem Schwingungserzeuger verbunden ist und den
von der Probeaufnahme direkt oder indirekt zugeführte Probenanteil auf mehrere
im Bereich von Führungsrinnen
angeordnete und mit ihnen zusammen um eine Drehachse drehenden Probeaufnahmen
gleichmässig
verteilt wird, wobei beide Probenteiler in einem Aufnahmeelement
gelagert sind.
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Dadurch
wird gewährleistet,
dass sich das Probengut während
dem Durchlauf durch wenigstens zwei Probenteilerstufen nirgends
absetzt und zu unerwünschten
Brückenbildungen
und letztendlich zu Verstopfungen führen kann.
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Um
den Antrieb für
beide Teilerstufen vereinfacht im Bereich der Drehachse der ersten
Teilerstufe anbringen zu können,
wird vorgeschlagen, dass der weitere Probenteiler um die Drehachse
des ersten Probenteilers umläuft.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass zwischen der Probeaufnahme des ersten
Probenteilers und dieser nachgeordneten weiteren Probenteiler ein Fördermittel
angeordnet ist, um eine gezielte Übergabe an den nachfolgenden
Probenteiler zu gewährleisten.
Das Fördermittel
kann vorzugsweise mit dem Schwingungserzeuger des ersten und dem
weiteren Probenteilers verbunden sein. Dabei kann das Fördermittel
konzentrisch unterhalb des ersten Probenteilers angeordnet sein,
um gezielt den von der ersten Probenaufnahme abgegebenen Probenanteil aufzufangen
und an den nachfolgenden weiteren Probenteiler abzugeben.
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Um
die Überführung des
nach unten abgegebenen ersten Probenanteils an den nachfolgenden weiteren
Probenteiler zu unterstützen,
wird weiter vorgeschlagen, das Fördermittel
in Richtung des weiteren Probenteilers abfallend zu neigen. In diesem Fall
ist vorteilhaft, wenn die Einleitung der Schwingungen über den
Schwingungserzeuger derart vorgenommen wird, sodass die horizontalen
Schwingbewegungen in Richtung des geneigten Fördermittels erfolgen. Durch
diesen Umstand wird die Förderung
weiter unterstützt.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass auch das Zuführmittel mit dem gleichen Schwingungserzeuger verbunden
ist. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Ausführung ermöglicht, wobei die einwandfreie
Funktion dieser Anlage gewährleistet
ist.
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Um
die Probenteilervorrichtung auf eine zweistufige Ausführung umrüsten zu
können,
wird vorgeschlagen, dass der erste Probenteiler und das Zuführmittel
in seiner vertikalen Lage zum Aufnahmeelement über eine Verstelleinrichtung
einstellbar sind. Dadurch ist es möglich eine weitere Stufe eines Probenteilers
im Anschluss an den ersten Probenteiler zu integrieren.
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Weitere
Vorteile des Probenteilers werden anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele
näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines mehrstufigen Probenteilers
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2 eine
Schnittdarstellung X-X in der Draufsicht gemäss 1
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
gemäss 1
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1 zeigt
einen Probenteiler 1, welcher in einem Schwingtisch 15 über eine
Welle 9 und ein Lagerelement 32 drehbar gelagert
ist. Der Probenteiler 1 weist einen Teilerkegel 4 auf,
der mit auf seinem Umfang gleichmässig verteilten Führungsrinnen 6 versehen
ist. Oberhalb des Teilerkegels ist eine Zuführung 7 angebracht, über welche
das Probenmaterial P auf den Tellerkegel 4 zugeführt wird.
Eine detailliertere Ansicht, bzw. Beschreibung eines derartigen
Probenteilers ist z.B. in der DE-A1-101 30 808 zu entnehmen, worauf
hiermit verwiesen wird.
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Die
Zuführung 7 ist
drehfest mit dem Probenteiler 1 verbunden und wird über eine
Förderrinne 2 mit
Probenmaterial beschickt, welche über einen Halter 5 und
eine mit diesem verbundene Klemmvorrichtung 8 auf einer
Säule 10 in
ihrer vertikalen Lage positioniert ist. Die Säule 10 ist fix auf
dem Schwingtisch 15 befestigt.
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Oberhalb
der Förderrinne
ist ein Trichter 3 angeordnet der das Probenmaterial 12 in
die Förderrinne 2 abgibt.
Das Probenmaterial 12 kann direkt oder indirekt aus einem
Verarbeitungsprozess dem Trichter 3 zugeführt werden.
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Unterhalb
des Probenteilers 1 ist eine Scheibe 14 angeordnet,
die über
eine Nabe 17 und eine Schraube 19 auf der Welle 9 in
einem bestimmten Abstand zum Probenteiler 1 drehfest befestigt
ist. Die Scheibe 14 ist mit Öffnungen auf ihrem Umfang versehen, über welche
Aufnahmen 25 in der Scheibe gelagert sind. Die Aufnahmen 25 werden über Federn 23,
die sich auf der Scheibe 14 abstützen in Richtung der Unterseite
des Probenteilers 1 gedrückt, wodurch die in den Aufnahmen 25 aufgenommenen
Behälter
gegen die Unterseite des Probenteilers 1 verspannt werden.
Dadurch ist sichergestellt, dass der über die einzelnen Förderrinnen
nach unten abgeführte
Probenanteil sicher in den jeweiligen Behälter 12 abgeführt wird.
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Im
vorliegenden Beispiel ist an einer Stelle auf dem Umfang der Scheibe 14 ein
Rohr 13 anstatt eines Behälters 12 angebracht,
das den Probenanteil, der von der jeweiligen Führungsrinne 6 abgegeben
wird, weiter nach unten in eine Rinne 28 abführt, welche
sich über
Säulen 30 auf
dem Schwingtisch 15 abstützt. Die Rinne 28 mündet auf
einer Seite in eine Förderrinne 29 und
ist unter einem Winkel a abfallend in Richtung eines weiteren Probenteilers 40 ausgerichtet.
In 2 wird eine Draufsicht gemäss dem Schnitt X-X nach 1 gezeigt.
Hieraus ist zu entnehmen, dass die Förderrinne 29, in der
die Rinne 28 auf einer Seite mündet, sich bis zu ihrem Abgabeende
oberhalb eines weiteren Probenteilers 40 verjüngt. Mit
einem Pfeil ist angedeutet, dass das Rohr 13 mit dem Probenteiler 1 oberhalb
der feststehenden Rinne 29 umläuft. Es wäre auch denkbar, noch einen
weiteren Behälter 12 durch
ein Rohr 13 zu ersetzten, welches z.B. auf der gegenüberliegenden Seite
des in 2 gezeigten Rohres 13 angeordnet sein
kann, um einen weiteren Probenanteil vom Probenteiler 1 in
die Rinne 28 abzugeben.
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Der
Probenteiler 40 kann z.B. gleich wie der Probenteiler 1 mit
einer Zuführung 42 versehen
sein, über
welche das Probematerial 12 auf einen Teilerkegel 43 abgegeben
wird. Dabei ist der Teilerkegel 43 ebenfalls mit auf seinem
Umfang angeordneten Führungsrinnen 44 versehenen.
Der Probenteiler 40 ist über eine Welle 4G und
ein Lager 47 auf dem Schwingtisch 15 drehbar gelagert.
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Unterhalb
des Probenteilers 40 ist auf der Welle 46 in einem
bestimmten Abstand eine Scheibe 50 drehfest angebracht.
Die Scheibe 50 kann ebenfalls wie die Scheibe 14 über eine
nicht näher
gezeigte Nabe mit einer Schraube auf der Welle 46 arretiert werden.
Die Scheibe 50 weist ebenfalls verteilt auf ihrem Umfang Öffnungen
auf, in welchen Aufnahmen 51 aufgenommen sind. Zwischen
der Unterseite eines tellerförmigen
Oberteils der Aufnahme 51 und der Scheibe 50 ist
jeweils eine Feder 52 angeordnet, um Behälter 54 zur
Probenaufnahme gegen die Unterseite des Probenteilers 40 zu
drücken.
Dabei ist jeweils an den Enden der Führungsrinnen 44 ein
derartiger Behälter 54 vorgesehen.
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Der
Antrieb des Probenteilers 1 erfolgt über einen verjüngten Wellenabschnitt 11 der
Welle 9, der sich nach unten von Lager 32 aus
erstreckt und auf welchem eine Antriebsscheibe 20 (z.B.
Riemenscheibe) befestigt ist. Über
einen Riemen 21 und einer Antriebsscheibe 22,
welche drehfest auf einer Antriebswelle 24 eines Motors 26 befestigt
ist, wird die Antriebsleistung übertragen.
Der Motor 26 ist dabei auf einer Konsole 27 befestigt,
welche mit einem Sockel 16 verbunden ist.
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Der
Antrieb des weiteren Probenteilers 40 erfolgt über eine
weitere, auf der Welle 24 befestigte Antriebsscheibe 60,
welche über
einen Riemen 58 mit einer Antriebsscheibe in Antriebsverbindung steht.
Die Antriebsscheibe 56 ist auf einem verjüngten Wellenabschnitt 45 der
Welle 46 befestigt.
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Es
ist auch eine Ausführung
möglich,
wobei der Probenteiler 40 von einer separaten Antriebsquelle
angetrieben werden kann.
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Um
den Antrieb von dem Motor 26 auf die jeweiligen Probenteiler 1, 40 zu übertragen,
sind auch andere nicht gezeigte Varianten möglich.
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Der
Motor 26 wird über
eine Leitung 62 von einer Steuerung ST angesteuert.
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Über diese
Steuerung ST wird über
die Leitung 67 auch ein Schwingungserzeuger 64 angesteuert,
der auf dem Sockel 16 befestigt ist.
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Der
Schwingtisch 15 stützt
sich über
Tragsäulen 18 (z.B.
4 Tragsäulen)
auf dem Sockel 16 ab. Zwischen dem Schwingtisch 15 und
der jeweiligen Tragsäule
ist ein Federelement 34 vorgesehen, dessen Ausführung z.B.
der in der DE-A1-101 30 808 gezeigten Ausführung entspricht. Durch diese
Befestigungsart wird ermöglicht,
dass der Schwingtisch 15 gegenüber dem Sockel 16 Schwingbewegungen
in einem begrenzten Rahmen, insbesondere in horizontaler Richtung
ausführen
kann. Unterhalb des Schwingtisches 15 sind Laschen 68 vorhanden
an welchen Blattfedern 65 über Befestigungsmittel 53 (z.B.
Schraubverbindungen) befestigt sind. Diese Blattfedern 65 sind
an ihrem andern Ende ebenfalls über
Befestigungsmittel 53 an Laschen 70 befestigt, welche
mit einer Platte 69 verbunden sind. Die Platte 69 ist
mit dem Schwingungserzeuger 64, bzw. mit dem Sockel 16 fest
verbunden. Der Schwingungserzeuger 64 weist einen Stössel 66 auf,
der im Betrieb eine hin und hergehende Bewegung ausführt und
auf einer Längsfläche einer
der Blattfedern 65 aufliegt. Der Stössel kann dabei am Ende mit
einem Gummiaufsatz (nicht gezeigt) versehen sein. Durch die Bewegung
des Stössels 66 wird
die Blattfeder 65 nach links gedrückt und kehrt dann nach der
Rückbewegung
des Stössels 66 aufgrund
der Federspannung wieder in die ursprüngliche Stellung zurück. Diese Bewegung
wird durch die weitere Blattfeder 65' unterstützt, welche nicht direkt vom
Stössel 66 beaufschlagt
wird und parallel zur ersten Blattfeder 65 angeordnet ist.
Durch die leichte Schrägstellung
der Blattfedern 65, 65' führt der Schwingtisch 15 bei
der horizontalen Verschiebung auch eine leichte vertikale Bewegung
aus.
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Diese
horizontale Bewegung des Schwingtisches 15 in Richtung
des weiteren Probenteilers 40 kombiniert mit einer leichten
vertikalen Bewegung bewirkt die Unterstützung des gesamten Förderflusses,
beginnend von der Förderrinne 2 bis
zu den Behältern 12,
bzw. zu den Behältern 54.
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Die
Funktionsweise dieser Einrichtung ist wie folgt:
Das in den
Trichter 3 eingebrachte Probenmaterial P gelangt in die
Förderrinne 2.
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Über die
in Richtung des nachfolgenden Probenteilers 1 leicht abfallende
Förderrinne 2 gelangt das
Probenmaterial mit Unterstützung
der über
den Schwingtisch 15 übertragenen
Schwingbewegung in die Zuführung 7 des
Probenteilers 1 und wird auf den rotierenden Teilerkegel 4 abgegeben.
Unter Einwirkung der Fliehkraft und der Schwerkraft wird das Probenmaterial
gleichmässig über die
Führungsrinnen 6 nach
unten abgeführt.
Da der Probenteiler 1 ebenfalls auf dem Schwingtisch 15 gelagert
ist, wird dieser Teilvorgang zusätzlich
durch die aufgebrachte und beschriebene Schwingbewegung unterstützt.
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Das
auf diese Weise geteilte Probenmaterial gelangt zum einen in die
am Ende der Führungsrinnen 6 am
Probenteiler 1 anliegenden Behälter 12, bzw. zum
anderen in das Rohr 13, über welches dieser Probenanteil
in die feststehende Rinne 28 abgegeben wird. Durch die
beschriebene Schrägstellung der
Rinne 28, bzw. der mit dieser verbundenen Förderrinne 29,
wird dieser Probeanteil unter Einwirkung der Schwingbewegung über den
Schwingtisch 15 in die Zuführung 42 des nachfolgenden
Probenteilers 40 überführt.
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Der
an den Probenteiler 40 abgegebene Probeanteil wird über den
rotierenden Teilerkegel 43 und dessen Führungsrinnen 44 nochmals
gleichmässig auf
die unten angeordneten Behälter 54 verteilt.
Der Probenteiler 40 wird ebenfalls über die Lagerung auf dem Schwingtisch 15 während des
Teilvorganges in Schwingungen versetzt, welche den Förderfluss
des Probenmaterials unterstützt
und ein Festsetzen von Probematerial im Bereich des Probenteilers 40 verhindert.
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Nach
Durchführung
der Probenteilung werden die Behälter 12,
bzw. 54 entfernt und deren Inhalt an einem nachgeschalteten
Analysegerät
analysiert und die Anteile der darin enthaltenen Materialien festgestellt.
Mit dem Ergebnis kann dann der Verarbeitungsprozess entsprechend
korrigiert, bzw. eingestellt werden. Mit den beim zweiten Probenteiler
erzeugten Proben, kann infolge der weiteren Durchmischung eine noch
exaktere Analyse durchgeführt werden.
Zum Entfernen der Behälter 12,
bzw. 54 werden diese manuell gegen die Federn 23,
bzw. 52 gedrückt
und seitlich herausgenommen.
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In 3 wird
eine weitere Variante gezeigt, wobei der weitere Probenteiler 40 im
Gegensatz zur Ausführung
nach 1 mit dem Probenteiler 1 um dessen Antriebswelle 9 mit
umläuft.
Das heisst, die Abgabeöffnung
des Rohres 13 und die Zuführung 42 des Probenteilers 40 stehen
sich während
dem Teilungsprozess fortwährend
koaxial gegenüber.
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Die
Welle 9 ist in einer Hohlwelle 80 über schematisch
angedeutete Lager drehbar gelagert. Selbstverständlich ist die Welle so gelagert,
dass sie in ihrer vertikalen Lage gegenüber dem Schwingtisch 15 fixiert
ist. Die Hohlwelle 80 ist über das Lager 82 auf dem
Schwingtisch 15 drehbar gelagert und ist an ihrem oberen
Ende mit einem Zahnrad 84 versehen, das mit einem Zahnrad 85 in
Antriebsverbindung sieht. Dabei ist das Zahnrad 85 drehfest
auf der Antriebswelle 46 des Probenteilers 40 angebracht.
Die Welle 40 ist in einer Aufnahme 87 drehbar über nicht näher gezeigte
Lagermittel gelagert. Die Aufnahme 87 ist drehfest mit
der Welle 9 verbunden und kann in Form einer Scheibe ausgeführt sein.
Zum Ausgleich der umlaufenden Masse des Probenteilers 40 ist
auf der gegenüberliegenden
Seite eine Ausgleichsmasse 88 auf der Aufnahme 87 befestigt.
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Der
Antrieb des Probenteilers 1 erfolgt über die Antriebsscheibe 93,
die über
den Riemen 95 mit der Antriebsscheibe 92 in Verbindung
steht. Die Antriebsscheibe 92 ist auf der Welle 91 des
Motors 90 befestigt.
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Für den Antrieb
des Probenteilers 40 ist im gezeigten Beispiel ein Motor 26 mit
einer Antriebswelle 24 vorgesehen, welcher wie im ersten
Ausführungsbeispiel über die
Konsole 27 an dem Sockel 16 angebracht ist. Auf
der Antriebswelle 24 ist eine Antriebsscheibe 22a befestigt,
die über
einen Riemen 21a mit einer auf der Hohlwelle 80 befestigten
Antriebsscheibe 20a antriebsmässig verbunden ist. Der Antrieb
wird dann über
das bereits beschriebene Zahnradpaar 84 und 85 auf
die Welle 46 und somit auf den Teilerkegel 43 des
Probenteilers 40 übertragen.
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Die
Ansteuerung der Motoren 26, 90 erfolgt über die
Steuerleitungen 62, bzw. 96. Ebenso wie im ersten
Ausführungsbeispiel
ist ein Schwingungserzeuger 64 vorgesehen, der über die
Blattfedern 65, 65' den
Schwingtisch 15 während
dem Teilungsprozess in Schwingung versetzt. Die übrigen Bestandteile dieses
Ausführungsbeispieles
entsprechen der Ausführung
nach dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb
diese hier nicht mehr näher
erläutert
werden.
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Die über den
ersten Probenteiler gleichmässig
verteilte Probenmenge wird einerseits in die Behälter 12 und andererseits
in das Rohr 13 abgegeben. Der vom Rohr 13 aufgenommene
Probenanteil wird während
dem Umlauf des nachfolgenden Probenteilers 40 in dessen
Zuführung 42 abgeführt. Von dort
wird dieser Probenanteil über
den sich drehenden Teilerkegel über
die Führungsrinnen 44 gleichmässig geteilt
und in die Behälter 54 abgeführt. Da beide
Probenteiler 1, 40 direkt am Schwingtisch 15 gelagert
sind, wird der Teilungsvorgang durch die Überlagerung mit einer Schwingbewegung
unterstützt,
wodurch die Gefahr von Verstopfungen auch innerhalb der Probenteiler
weitgehendst vermieden wird.